基于深度學(xué)習(xí)的初中物理概念教學(xué)

蔣園園

[摘? ?要]概念學(xué)習(xí)是物理學(xué)習(xí)的必由之路，如何在物理概念教學(xué)中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)呢？基于深度學(xué)習(xí)的初中物理概念教學(xué)主要由四環(huán)節(jié)構(gòu)成：①創(chuàng)設(shè)情境;②問題驅(qū)動;③概念形成;④遷移應(yīng)用。教學(xué)中的注意點：一是聯(lián)系真實情境，將抽象概念具體形象化;二是發(fā)揮問題驅(qū)動作用，挖掘思維深度;三是注重前后聯(lián)系，重視方法指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);概念教學(xué);教學(xué)實踐

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）05-0046-03

物理概念是物理學(xué)的基礎(chǔ)，是研究物理學(xué)的起點，它是觀察、實驗和物理思維的產(chǎn)物，反映了客觀事物共同的物理屬性和本質(zhì)特征[1]。在實際教學(xué)中，記憶、背誦、重復(fù)、機(jī)械訓(xùn)練等表層學(xué)習(xí)較多，存在通過識記和刷題來強(qiáng)化記憶、鞏固概念的現(xiàn)象。因此，我們需要引入深度學(xué)習(xí)的理念來重構(gòu)物理概念教學(xué)，通過概念學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生在真實情境中解決實際問題的能力，使學(xué)生在遷移與應(yīng)用中提高高階思維能力。這也符合新課標(biāo)所提出的培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。

一、對“深度學(xué)習(xí)”的解讀

深度學(xué)習(xí)最初在計算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)，近幾年開始運用到各科的教育教學(xué)中。從學(xué)習(xí)論的角度來看，深度學(xué)習(xí)是相對表層學(xué)習(xí)、機(jī)械學(xué)習(xí)、無意義學(xué)習(xí)而言的，是學(xué)習(xí)者認(rèn)知、情感、思維高度攝入的一種學(xué)習(xí)方式，不僅突出學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度理解和個體建構(gòu)，而且強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者基于個體經(jīng)驗實現(xiàn)對學(xué)習(xí)內(nèi)容的同化、順應(yīng)，進(jìn)而內(nèi)化到個體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并在差異化的情境中實現(xiàn)遷移[2]。在物理教學(xué)中，深度學(xué)習(xí)就是在真實的生活情境或物理實驗中，發(fā)現(xiàn)問題，運用物理思維方法解決問題，習(xí)得新知識，并將新知識運用到現(xiàn)實中，解決新問題。由于學(xué)生面對的是真實情境，因此需要學(xué)生具有理性、開放性、創(chuàng)新性和批判性的思維，逐步探究和深入，最終解決具有一定挑戰(zhàn)性的問題，實現(xiàn)從低階思維走向高階思維。

二、基于深度學(xué)習(xí)的概念教學(xué)的基本環(huán)節(jié)

在物理概念教學(xué)中運用深度學(xué)習(xí)，大致經(jīng)歷四個基本環(huán)節(jié)，如圖1所示。

創(chuàng)設(shè)情境指教師通過圖片、視頻、游戲等形式展示生活實例，或者通過物理實驗展示某種現(xiàn)象，將學(xué)生帶入某個真實情境中。學(xué)生從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，產(chǎn)生探究的欲望。

“問題驅(qū)動”和“概念形成”兩個環(huán)節(jié)緊密相連，是指教師借助問題鏈驅(qū)動學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生由具體到抽象、由個性到共性，層層深入，從而發(fā)現(xiàn)某一特點或性質(zhì)，讓學(xué)生體會建立新概念的必要性。在此過程中，學(xué)生需要綜合運用多種思維方法研究問題，比如實驗探究、歸納總結(jié)、理論推導(dǎo)、類比、遷移等。

最后是遷移與應(yīng)用。遷移是經(jīng)驗的拓展與提升，應(yīng)用是將內(nèi)化的知識外顯化、操作化的過程[3]。教師通過列舉生活實例，回歸生活情境，幫助學(xué)生建立抽象物理概念與具體生活實際的聯(lián)系。而學(xué)生經(jīng)歷同化和順應(yīng)的過程，將新知識納入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

三、基于深度學(xué)習(xí)的概念教學(xué)案例

下面以蘇科版物理第十章第一節(jié)《壓強(qiáng)》為例，探究如何將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用到概念教學(xué)中。

1.以情境激發(fā)思維，引入問題

【教學(xué)設(shè)計1】播放視頻：跑男節(jié)目中的指壓板游戲片段。提出問題1：人站在平地上不會感到腳疼，為什么站在指壓板上會覺得疼？為什么背上大媽后走在指壓板上會感到更加疼痛？

設(shè)計意圖：利用學(xué)生熟悉的游戲設(shè)置情境，吸引注意力，同時引導(dǎo)學(xué)生思考問題，使學(xué)生產(chǎn)生疑惑，在好奇心的驅(qū)動下探究問題，激發(fā)學(xué)生思維。

2.以問題驅(qū)動思維，構(gòu)建概念

【教學(xué)設(shè)計2】教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系力的相關(guān)知識，觀察圖2并提出問題2：壓力也是一種力，壓力作用在物體上也會產(chǎn)生作用效果，那么壓力的作用效果可能與什么有關(guān)呢？讓學(xué)生體驗如圖3所示的實驗，感受兩端手指受壓的感覺有什么不同？用力后，這種感覺有何變化？在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生提出猜想。

設(shè)計意圖：將壓力與力的相關(guān)知識聯(lián)系起來，實現(xiàn)知識的遷移;同時觀察指壓板游戲并結(jié)合親身體會，學(xué)生可以有依據(jù)地提出猜想。

【教學(xué)設(shè)計3】提供實驗器材：小釘桌、裝有沙子的水槽、重物、海綿、裝有水的礦泉水瓶、細(xì)線、橡皮泥等。提出問題：①實驗時選用什么器材？②控制哪些量不變，改變哪些量？③觀察什么來比較壓力的作用效果？④觀察到了什么現(xiàn)象以及對應(yīng)的結(jié)論？鼓勵學(xué)生分組實驗，自由選擇器材，運用控制變量法設(shè)計方案，自主探究，并按小組交流匯報。最終分析歸納出結(jié)論：壓力大小一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯;受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。

設(shè)計意圖：實驗前借助問題鏈，推動學(xué)生有目的、有方向地進(jìn)行探究。開放且多樣化的實驗方案，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生的動手實踐能力、合作探究精神和運用物理思維解決問題的能力，而所得到的結(jié)論是建立壓強(qiáng)概念的基礎(chǔ)。

【教學(xué)設(shè)計4】引導(dǎo)學(xué)生將實驗結(jié)論應(yīng)用到實際情境中，如圖4所示。比較釘桌對沙面的壓力的作用效果時，甲、乙兩幅圖運用“相同受力面積比壓力大小”，乙、丙則運用“相同壓力大小比受力面積”。

提出問題3：如何比較甲、丙兩幅圖中壓力的作用效果？組織學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生類比“比較物體運動快慢”的方法，遷移運用到比較壓力的作用效果中。學(xué)生發(fā)現(xiàn)壓力和受力面積的比值越大，壓力的作用效果越明顯。因此這一比值有特殊意義，可以描述壓力的作用效果。運用比值定義法，類比速度，從而建立壓強(qiáng)概念。

設(shè)計意圖：從“相同受力面積比壓力大小”到“相同壓力大小比受力面積”再到“壓力大小和受力面積都不相同”，思維難度逐步加深。通過獨立思考、互相討論，不同的思維發(fā)生碰撞，再類比速度，用比值定義法初步建立壓強(qiáng)概念。